Construcción de circuitos de resistencias en serie-paralelo

Una vez más, al construir circuitos de batería / resistencia, el estudiante o aficionado se enfrenta a varios modos de construcción diferentes. Quizás el más popular es el tablero sin soldadura :una plataforma para construir circuitos temporales conectando componentes y cables en una red de puntos interconectados.

Una placa de pruebas parece no ser más que un marco de plástico con cientos de pequeños agujeros. Sin embargo, debajo de cada orificio hay un clip de resorte que se conecta a otros clips de resorte debajo de otros orificios. El patrón de conexión entre los orificios es simple y uniforme:

Serie - Construcción de circuito paralelo en una placa de pruebas sin soldadura

Supongamos que quisiéramos construir el siguiente circuito de combinación en serie-paralelo en una placa de pruebas:

La forma recomendada de hacerlo en una placa de pruebas sería colocar las resistencias aproximadamente en el mismo patrón que se ve en el esquema, para facilitar la relación con el esquema. Si se requieren 24 voltios y solo tenemos baterías de 6 voltios disponibles, se pueden conectar cuatro en serie para lograr el mismo efecto:

Esta no es de ninguna manera la única forma de conectar estas cuatro resistencias juntas para formar el circuito que se muestra en el esquema. Considere este diseño alternativo:

Serie - Construcción de circuito paralelo en una regleta de terminales

Si se desea una mayor permanencia sin recurrir a soldaduras o envoltorios de cables, se podría optar por construir este circuito en una regleta de terminales (también llamada tira de barrera , o bloque de terminales ). En este método, los componentes y cables se aseguran mediante tensión mecánica debajo de tornillos o grapas pesadas unidas a pequeñas barras de metal. Las barras de metal, a su vez, están montadas sobre un cuerpo no conductor para mantenerlas eléctricamente aisladas entre sí.

Construir un circuito con componentes asegurados a una regleta de terminales no es tan fácil como conectar componentes en una placa de prueba, principalmente porque los componentes no se pueden arreglar físicamente para parecerse al diseño esquemático. En cambio, el constructor debe entender cómo "doblar" la representación del esquema en el diseño del mundo real de la tira. Considere un ejemplo de cómo se podría construir el mismo circuito de cuatro resistencias en una regleta de terminales:

Otro diseño de regleta de terminales, más simple de entender y relacionar con el esquema, implica anclar resistencias en paralelo (R ₁ // R ₂ y R ₃ // R ₄ ) a los mismos dos puntos terminales en la tira de esta manera:

Construcción de circuitos más complejos en una regleta de terminales

La construcción de circuitos más complejos en una regleta de terminales implica las mismas habilidades de razonamiento espacial, pero, por supuesto, requiere mayor cuidado y planificación. Tomemos, por ejemplo, este circuito complejo, representado en forma esquemática:

¡La regleta de terminales utilizada en el ejemplo anterior apenas tiene suficientes terminales para montar las siete resistencias requeridas para este circuito! Será un desafío determinar todas las conexiones de cables necesarias entre las resistencias, pero con paciencia se puede hacer. Primero, comience instalando y etiquetando todas las resistencias en la tira.

El diagrama esquemático original se mostrará junto al circuito de la regleta de terminales como referencia:

A continuación, comience a conectar los componentes, cable por cable, como se muestra en el esquema. Dibuje en exceso las líneas de conexión en el esquema para indicar la finalización en el circuito real. Observe esta secuencia de ilustraciones a medida que se identifica cada cable individual en el esquema y luego se agrega al circuito real:

Aunque existen variaciones menores posibles con este circuito de regleta de terminales, la elección de las conexiones que se muestran en esta secuencia de ejemplo es eléctricamente precisa (eléctricamente idéntica al diagrama esquemático) y conlleva el beneficio adicional de no sobrecargar ningún terminal de tornillo en la regleta con más de dos extremos de cable, una buena práctica en cualquier circuito de regleta de terminales.

Conexiones de cables variantes para la construcción de circuitos en una regleta de terminales

Un ejemplo de una conexión de cable "variante" podría ser el último cable agregado (paso 11), que coloqué entre el terminal izquierdo de R ₂ y la terminal izquierda de R ₃ . Este último cable completó la conexión en paralelo entre R ₂ y R ₃ en el circuito. Sin embargo, podría haber colocado este cable entre el terminal izquierdo de R ₂ y la terminal derecha de R ₁ , ya que la terminal derecha de R ₁ ya está conectado al terminal izquierdo de R ₃ (habiendo sido colocado allí en el paso 9) y, por lo tanto, es eléctricamente común con ese punto.

Sin embargo, hacer esto habría resultado en tres cables asegurados al terminal derecho de R ₁ en lugar de dos, que es un faux pax en la etiqueta de la tira de terminales. ¿El circuito habría funcionado de esta manera? ¡Ciertamente! Es solo que más de dos cables asegurados en un solo terminal crea una conexión "desordenada":una que es estéticamente desagradable y puede colocar una tensión indebida en el terminal de tornillo.

Otra variación sería invertir las conexiones de los terminales para la resistencia R ₇ . Como se muestra en el último diagrama, la polaridad del voltaje en R ₇ es negativo a la izquierda y positivo a la derecha (-, +), mientras que todas las demás polaridades de la resistencia son positivas a la izquierda y negativas a la derecha (+, -):

Si bien esto no presenta ningún problema eléctrico, puede causar confusión a cualquiera que mida las caídas de voltaje de la resistencia con un voltímetro, especialmente un voltímetro analógico que se "fijará" en la escala descendente cuando se someta a un voltaje de la polaridad incorrecta. En aras de la coherencia, sería aconsejable organizar todas las conexiones de cables de modo que todas las polaridades de caída de voltaje de la resistencia sean iguales, así:

Aunque a los electrones no les importa tal consistencia en el diseño de los componentes, a las personas sí les importa. Esto ilustra un aspecto importante de cualquier esfuerzo de ingeniería:el factor humano. Siempre que se pueda modificar un diseño para facilitar la comprensión y / o el mantenimiento, sin sacrificar el rendimiento funcional, debe hacerse.

REVISAR:

• Los circuitos construidos en regletas de terminales pueden ser difíciles de diseñar, pero cuando se construyen son lo suficientemente robustos como para ser considerados permanentes, pero fáciles de modificar.
• Es una mala práctica asegurar más de dos extremos de cables y / o cables de componentes debajo de un solo tornillo terminal o clip en una regleta de terminales. Trate de arreglar los cables de conexión para evitar esta condición.
• Siempre que sea posible, cree sus circuitos teniendo en cuenta la claridad y la facilidad de comprensión. Aunque el diseño de los componentes y el cableado generalmente tiene poca importancia en el funcionamiento del circuito de CC, es importante para la persona que tiene que modificarlo o solucionarlo más tarde.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de circuitos de CC en serie-paralelo
• Hoja de trabajo de manipulación de ecuaciones algebraicas para circuitos eléctricos